3Dプリントされた電気活性ポリマーはVR触覚手袋を可能にし、人々は「仮想」から「現実」を感じることができる。

3Dプリントされた電気活性ポリマーはVR触覚手袋を可能にし、人々は「仮想」から「現実」を感じることができる。
2022年12月13日、アンタークティックベアは、スイス連邦工科大学(EPFL)、スイス連邦工科大学チューリッヒ校(ETHチューリッヒ)、スイス連邦材料科学技術研究所(Empa)の共同研究チームが、3Dプリントされた電気活性ポリマーを使用してVR触覚フィードバックグローブを開発したことを知りました。触覚グローブデバイスは、装着者がVRの世界で触れたものを「感じる」ことを可能にすると言われている。
VR触覚技術
VR 触覚グローブは、個人の手の寸法に合わせてカスタマイズできるように設計されており、そのコンポーネントのほとんどは、積層造形技術を使用して自律的に製造できます。この研究は、EPFL のセンサー研究所が主導する「Manufhaptics」と呼ばれる 4 年間のプロジェクトの一環です。
手袋の操作は、3 種類の異なるタイプの印刷されたアクチュエータ部品に依存しており、着用者に触覚反応を提供して、異なるタイプのタッチを区別することができます。次の図は、3 種類のアクチュエータを示しています。
印刷アクチュエーターは3種類。 (画像出典: Empa)
最初の(そして最も小さい)アクチュエータは、小さな印刷された「指」を使用して動きを実現します。電気刺激によって活性化されると、印刷された「指」は大きくなり、表面の特定の質感を再現します。
2 番目のタイプのアクチュエータはナックル領域に配置されます。これらの静電ブレーキはジョイント内部に取り付けられており、電源を入れると硬くなり、ジョイントの動きを防止してグローブを硬くします。これにより、VR 内で仮想的に大きな物体に触れたときに装着者に抵抗感が生まれ、より大きな固体物体をシミュレートします。
3 番目のタイプのアクチュエータは DEA (誘電エラストマーアクチュエータ) と呼ばれます。これらの DEA は手袋の背面に配置されており、これらのアクチュエータに電圧​​が加えられると、手袋の外皮が引き締まり、あらゆる部分で完璧にフィットするようになります。 VR 体験中に手の表面に圧力をかけることもできます。 DEA は、Empa (スイス連邦材料科学技術研究所) によって開発されました。手袋の力を発揮できるすべての部分は、3D プリンターで製造できます。
3Dプリント人工筋肉 電気活性ポリマーの粘度はハンドクリームと似ているため、3Dプリンターを使用して人工筋肉を製造することもできます。 「筋肉」部分は、電気活性ポリマーの層と電流伝導層を交互に重ねて印刷することができます。これらはプリンターの 2 つの異なるノズルから押し出されます。
下の写真に、そのような印刷された筋肉の 1 つが示されています。
△3Dプリントされた筋肉のテクスチャ(画像提供:Empa/ETH Zurich)
「それらは電界に反応し、筋肉のように収縮します」と、ETH チューリッヒの研究チームを率いるドリーナ・オプリス氏は言う。「しかし、それらはセンサーとしても機能し、外部からの力を感知してそこから電気インパルスを発生させます。また、それら自身の動きからエネルギーを収集し、どこでも電気を生成できるようにすることも考えています。」
これまでのところ、研究者らは10層の筋肉を印刷することに成功しているが、将来的には新しい機能に最適化した1,000層の筋肉を印刷することを目指している。
電気活性ポリマー、VR触覚グローブ

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